KR101883655B1 - Wireless power receiver and method for controlling thereof - Google Patents

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Abstract

무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기가 개시된다. 본 발명의 무선 전력 수신기는 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 전력 수신부, 수신된 무선 전력을 저장하는 전력 저장부 및 상기 전력 수신부 및 상기 전력 저장부 사이에 배치되어, 상기 전력 무선 전력 송신기의 출력 값의 변경 방향을 상기 전력 수신부에서의 임피던스 값의 변경 방향과 일치하도록 임피던스 매칭을 수행하는 매칭부를 포함한다.A wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter is disclosed. A wireless power receiver of the present invention includes a power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter, a power storage for storing received wireless power, and a power management module, disposed between the power receiver and the power storage, And a matching unit that performs impedance matching so that the direction of change of the output value coincides with the direction of change of the impedance value in the power receiving unit.

Description

무선 전력 수신기 및 그 제어 방법 { WIRELESS POWER RECEIVER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }[0001] WIRELESS POWER RECEIVER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF [0002]

본 발명은 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 전력 수신기의 매칭 회로 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power receiver and a control method thereof, and more particularly to a matching circuit and a control method thereof for a wireless power receiver.

휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. BACKGROUND ART A mobile terminal such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants) is driven by a rechargeable battery. In order to charge the battery, a separate charging device is used to supply electric energy to the battery of the mobile terminal. Typically, the charging device and the battery are each provided with a separate contact terminal on the outside thereof, thereby electrically connecting the charging device and the battery by making them contact each other.

하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다. However, in such a contact type charging method, since the contact terminal protrudes to the outside, contamination by foreign matter is easy and the battery charging is not properly performed. Also, even if the contact terminals are exposed to moisture, charging is not properly performed.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다. In order to solve these problems, wireless charging or non-contact charging technology has recently been developed and used in many electronic devices.

이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다. This wireless charging technique uses wireless power transmission and reception, for example, a system in which a battery can be automatically charged by simply placing a cellular phone on a charging pad without connecting a separate charging connector. It is generally known to the general public as a wireless electric toothbrush or a wireless electric shaver. Such wireless charging technology can enhance the waterproof function by charging the electronic products wirelessly, and it is advantageous to increase the portability of the electronic devices since the wired charger is not required, and the related technology is expected to greatly develop in the upcoming electric car era .

이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다. Such wireless charging techniques include an electromagnetic induction method using a coil, a resonance method using resonance, and a radio frequency (RF) / microwave radiation (RF) method in which electric energy is converted into a microwave.

현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다. Currently, electromagnetic induction is the main method. However, in recent years, experiments have been successfully conducted to transmit electric power wirelessly from a distance of several tens of meters using microwaves at home and abroad. In the near future, The world seems to be opened.

전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다. The power transmission method by electromagnetic induction is a method of transmitting power between the primary coil and the secondary coil. When a magnet is moved to a coil, an induced current is generated, which generates a magnetic field at the transmitting end and induces a current according to the change of the magnetic field at the receiving end to generate energy. This phenomenon is called magnetic induction phenomenon, and the power transmission method using the phenomenon is excellent in energy transmission efficiency.

공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다. In 2005, Professor Soljacic of MIT announced Coupled Mode Theory, a system in which electricity is delivered wirelessly, even at distances of a few meters (m) from the charging device, using resonant power transmission principles. The MIT team's wireless charging system uses resonance (resonance), which uses a physics concept that resonates at the same frequency as a wine bottle next to the tuning fork. Instead of resonating the sound, the researchers resonated electromagnetic waves that contained electrical energy. The resonant electrical energy is transmitted directly only when there is a device with a resonant frequency, and unused portions are not re-absorbed into the air, but are reabsorbed into the electromagnetic field. Therefore, unlike other electromagnetic waves, they will not affect the surrounding machine or body .

종래의 무선 전력 송신기는 전력 증폭 수단 및 전력 송신 수단을 포함한다. 또한 종래의 무선 전력 수신기는 전력 수신 수단 및 전력 저장 수단을 포함한다. 아울러, 종래의 무선 전력 수신기는 전력 수신 수단 및 전력 저장 수단 사이의 매칭회로를 더 포함한다. Conventional wireless power transmitters include power amplification means and power transmission means. The conventional wireless power receiver also includes power receiving means and power storing means. In addition, the conventional wireless power receiver further includes a matching circuit between the power receiving means and the power storing means.

다만, 종래의 무선 전력 수신기의 매칭회로는 단순히 전력 수신 수단이 요구하는 임피던스만으로 매칭하며, 이에 따라 무선 전력 수신기의 로드 특성의 변경에 의한 임피던스 매칭을 수행할 수 없는 문제점이 존재한다.However, the conventional matching circuit of the wireless power receiver merely matches the impedance required by the power receiving means, and thus impedance matching can not be performed by changing the load characteristic of the wireless power receiver.

특히 무선 전력 증폭 수단 및 무선 전력 수신 수단의 출력 또는 효율 특성이 상충하는 경우에는 상술한 문제점이 더욱 심화될 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 수신 수단의 특성 및 무선 전력 증폭 수단의 특성을 일치시킬 수 있는 매칭 회로의 개발이 요청된다. Particularly, when the output or efficiency characteristics of the radio power amplifying means and the radio power receiving means are in conflict, the above-described problems can be further exacerbated. Accordingly, it is required to develop a matching circuit capable of matching the characteristics of the wireless power receiving means and the characteristics of the wireless power amplifying means.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 동시에 상술한 개발 요청에 응답하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전력 증폭 수단의 전력 증가 방향 및 전력 수신 수단의 임피던스 변화 방향이 일치하게 할 수 있는 무선 전력 수신기의 매칭회로 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a wireless power receiver capable of matching the power increasing direction of the power amplifying means and the impedance changing direction of the power receiving means, while solving the above- And a control method thereof.

상술한 바를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기는, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 전력 수신부, 수신된 무선 전력을 저장하는 전력 저장부 및 상기 전력 수신부 및 상기 전력 저장부 사이에 배치되어, 상기 전력 무선 전력 송신기의 출력 값의 변경 방향을 상기 전력 수신부에서의 임피던스 값의 변경 방향과 일치하도록 임피던스 매칭을 수행하는 매칭부를 포함한다. In order to accomplish the foregoing, a wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter according to an embodiment of the present invention includes a power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter, a power And a matching unit which is disposed between the power receiving unit and the power storing unit and performs impedance matching so that the changing direction of the output value of the power wireless power transmitter matches the changing direction of the impedance value in the power receiving unit .

아울러, 본 발명의 다른 측면에 의한 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는, 전력 수신부를 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 단계, 상기 전력 무선 전력 송신기의 출력 값의 변경 방향을 상기 전력 수신부에서의 임피던스 값의 변경 방향과 일치하도록 임피던스 매칭을 수행하는 단계 및 수신된 무선 전력을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless power receiver including a power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter, the method comprising: receiving wireless power from the wireless power transmitter; Performing impedance matching so that the direction of change of the output value of the power receiving unit matches the direction of change of the impedance value of the power receiving unit, and storing the received wireless power.

본 발명의 다양한 실시 예들에 의하여 전력 증폭 수단의 전력 증가 방향 및 전력 수신 수단의 임피던스 변화 방향이 일치하게 할 수 있는 무선 전력 수신기의 매칭회로 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라 무선 전력 수신기의 로드 변경에 유연하게 임피던스 매칭이 수행될 수 있어, 무선 전력 충전 효율이 개선되는 효과가 창출될 수 있다. 특히 전력 수신 수단 및 전력 증폭 수단의 효율 또는 출력 특성이 동일하도록 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. According to various embodiments of the present invention, a matching circuit of a wireless power receiver and a control method thereof can be provided which can make the power increasing direction of the power amplifying means coincide with the impedance changing direction of the power receiving means. Accordingly, the impedance matching can be flexibly performed to change the load of the wireless power receiver, thereby improving the wireless power charging efficiency. In particular, impedance matching can be performed so that the efficiency or output characteristics of the power receiving means and the power amplifying means are the same.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송/수신 시스템의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭부의 회로도이다.
도 2b는 도 2a에 의한 매칭부의 채용에 따른 스미스 차트이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭부의 회로도이다.
도 3b는 도 3a에 의한 매칭부의 채용에 따른 스미스 차트이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭부의 회로도이다.
도 4b는 도 4a에 의한 매칭부의 채용에 따른 스미스 차트이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭부의 회로도이다.
도 5b는 도 5a에 의한 매칭부의 채용에 따른 스미스 차트이다.
도 6 및 7은 각각 전력 증폭부 및 전력 송신부의 스미스차트이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 9 및 도 10은 매칭부의 채용 전후의 임피던스를 설명하기 위한 스미스 차트이다.
도 11 및 도 12는 매칭부의 채용 전후의 임피던스를 설명하기 위한 스미스 차트이다.
도 13는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭 회로의 제어 방법에 관한 흐름도이다.1 is a block diagram of a wireless power transmission / reception system according to an embodiment of the present invention.
2A is a circuit diagram of a matching unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a Smith chart according to the adoption of the matching unit according to FIG. 2A. FIG.
3A is a circuit diagram of a matching unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a Smith chart according to the adoption of the matching unit according to FIG. 3A.
4A is a circuit diagram of a matching unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a Smith chart according to the adoption of the matching unit according to FIG. 4A. FIG.
5A is a circuit diagram of a matching unit according to an embodiment of the present invention.
5B is a Smith chart according to the adoption of the matching unit according to FIG. 5A.
6 and 7 are Smith charts of the power amplifier and power transmitter, respectively.
8 is a block diagram of a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention.
Figs. 9 and 10 are Smith charts for explaining impedance before and after adoption of the matching unit. Fig.
Figs. 11 and 12 are Smith charts for explaining impedance before and after adoption of the matching unit. Fig.
13 is a flowchart of a method of controlling a matching circuit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description and drawings, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unnecessarily obscure.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송/수신 시스템의 블록도이다. 1 is a block diagram of a wireless power transmission / reception system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송/수신 시스템은 무선 전력 송신기(190) 및 무선 전력 수신기(100)를 포함할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기(100)는 전력 수신부(110), 매칭부(120) 및 전력 저장부(130)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the wireless power transmission / reception system may include a wireless power transmitter 190 and a wireless power receiver 100. In addition, the wireless power receiver 100 may include a power receiving unit 110, a matching unit 120, and a power storing unit 130.

무선 전력 송신기(190)는 무선 전력 수신기(100)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(190)는, 예를 들어 전력 증폭부 및 전력 송신부를 포함할 수 있다. The wireless power transmitter 190 may transmit power wirelessly to the wireless power receiver 100. The wireless power transmitter 190 may include, for example, a power amplifier and a power transmitter.

무선 전력 송신기(190)의 전력 증폭부는 전력 제공부로부터 입력되는 전력의 전압 또는 전류를 소정의 배율로 증폭할 수 있다. 전력 증폭부는 공지된 증폭 수단, 예를 들어 증폭기로 구현될 수 있으며, 무선 전력 송신에 요구되는 특정 전압 또는 전류를 가지도록 입력 전력을 증폭할 수 있다. 전력 증폭부가 증폭한 전력은 표준에 따른 전압 또는 전류를 가지는 전력 또는 무선 전력 충전의 효율을 극대화할 수 있는 전압 또는 전류를 가지는 전력일 수 있다.The power amplifier of the wireless power transmitter 190 may amplify the voltage or current of the power input from the power supply with a predetermined magnification. The power amplifier can be implemented with a known amplification means, for example an amplifier, and can amplify the input power to have a specific voltage or current required for wireless power transmission. The power amplified by the power amplifying unit may be power having a voltage or current according to the standard, or power having a voltage or current capable of maximizing efficiency of wireless power charging.

무선 전력 송신기(190)의 전력 송신부는 전력 증폭부로부터 제공되는 전력을 무선으로 무선 전력 수신기(100)로 송신할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 송신기(190)는 공진 방식에 기초하여 무선 전력을 송신할 수 있으며, 이에 따라 소정의 인덕턴스를 가지는 루프 코일로 구현될 수 있다. The power transmitter of the wireless power transmitter 190 can transmit the power provided from the power amplifier to the wireless power receiver 100 wirelessly. The wireless power transmitter 190 according to an embodiment of the present invention can transmit wireless power based on a resonance method and can thus be implemented as a loop coil having a predetermined inductance.

무선 전력 송신기(190)의 전력 송신부는 무선 전력 수신기(100)의 전력 수신부(110)에 의하여 전자기장이 공진하는 경우, 무선 전력을 송신할 수 있다. 전력 송신부가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능하며, 이에 따라 다양한 주파수의 전자기파, 즉 무선 전력을 송신하는 구성이 가능하다. 또한 루프 코일은 복수 개일 수 있으며, 전자기파에 공진하여 무선 전력을 송신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다. The power transmitter of the wireless power transmitter 190 may transmit wireless power when the electromagnetic field is resonated by the power receiver 110 of the wireless power receiver 100. [ In the case where the power transmission unit is implemented as a loop coil, the inductance L of the loop coil can be changed, thereby making it possible to transmit electromagnetic waves of various frequencies, that is, radio power. Those skilled in the art will readily understand that there may be a plurality of loop coils, and there is no limitation as long as the means can resonate with electromagnetic waves to transmit radio power.

전력 수신부(110)는 상술한 바와 같이 무선 전력 송신기(190)의 전력 송신부로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 전력 수신부(110)는 소정의 인덕턴스를 가지는 루프 코일로 구현될 수 있다. 전력 수신부(110)가 루프 코일로 구현되는 경우에는 무선 전력 송신기(190)의 전력 송신부와 전자기장의 공진에 의하여 무선 전력을 수신할 수 있다.The power receiving unit 110 can receive power wirelessly from the power transmitting unit of the wireless power transmitter 190 as described above. The power receiving unit 110 may be implemented as a loop coil having a predetermined inductance. When the power receiving unit 110 is implemented as a loop coil, the wireless power transmitter 190 can receive wireless power by resonating between the power transmitting unit and the electromagnetic field.

전력 저장부(130)는 수신된 무선 전력을 저장할 수 있다. 전력 저장부(130)는 배터리와 같은 저장 수단으로 구현될 수 있다. 아울러, 전력 저장부(130)는 수신된 무선 전력을 처리하여 외부로 출력할 수도 있다. The power storage unit 130 may store the received radio power. The power storage unit 130 may be implemented as a storage unit such as a battery. In addition, the power storage unit 130 may process the received wireless power and output it to the outside.

매칭부(120)는 전력 수신부(110) 및 전력 저장부(130)의 사이에 배치될 수 있으며, 전력 수신부(110) 이외의 구성 요소 및 전력 저장부(130) 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 여기에서 전력 수신부(110) 이외의 구성 요소들이라 함은, 전력 수신부(110) 및 무선 전력 송신기(190)를 포함한 것일 수 있다. The matching unit 120 may be disposed between the power receiving unit 110 and the power storing unit 130 and may perform impedance matching between the components other than the power receiving unit 110 and the power storing unit 130 have. Here, the components other than the power receiving unit 110 may include the power receiving unit 110 and the wireless power transmitter 190.

매칭부(120)는 티(T) 매칭 또는 파이(Π) 매칭으로 구현될 수 있다. 종래의 매칭 구조인 인덕터 및 캐패시터를 하나씩만 채용한 것과는 상이하게 본 발명에 의한 매칭부(120)는 티 매칭 또는 파이 매칭을 채용할 수 있다. The matching unit 120 may be implemented as a T (T) matching or a Pi (Π) matching. The matching unit 120 according to the present invention may employ tee matching or pie matching, unlike the case where only one inductor and one capacitor are used as the conventional matching structure.

매칭부(120)는 전력 수신부(110)에서의 저항이 변경되는 경우의 전력 수신부(110) 및 전력 저장부(130) 사이의 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 특히, 무선 전력 송신기로부터의 출력 전력의 효율 또는 출력 특성이 전력 수신부(110)에서의 임피던스의 효율 또는 출력 특성과 상충되는 경우에, 상충되는 특성을 일치시키도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. The matching unit 120 may match the impedance between the power receiving unit 110 and the power storage unit 130 when the resistance of the power receiving unit 110 is changed. In particular, if the efficiency or output characteristic of the output power from the wireless power transmitter is in conflict with the efficiency or output characteristic of the impedance in the power receiving unit 110, impedance matching can be performed to match the conflicting characteristics.

예를 들어, 전력 수신부(110)의 저항이 증가하는 경우에는, 무선 전력 송신기(190)로부터의 전력 출력량이 감소할 필요가 있다. 다만, 무선 전력 송신기(190)로부터의 전력 출력량이 감소하는 방향과 전력 수신부(110)에서 바라본 임피던스 변경 방향이 일치하지 않을 수 있으며, 매칭부(120)는 상술한 불일치를 임피던스 매칭으로 일치시킬 수 있다. For example, when the resistance of the power receiving unit 110 increases, the amount of power output from the wireless power transmitter 190 needs to decrease. However, the direction in which the amount of power output from the wireless power transmitter 190 is reduced may not coincide with the impedance changing direction viewed from the power receiving unit 110, and the matching unit 120 may match the above-described inconsistency by impedance matching have.

무선 전력 수신기는 충전이 진행되어 완충 상태에 근접할수록 수신 전력이 감소된다. 이에 따라, 무선 전력 수신기의 저항이 증가하는 것으로 해석될 수 있으며, 매칭부(120)는 무선 전력 송신기(190)로부터의 전력 출력량이 감소하는 방향으로 전력 증폭부(110) 및 전력 송신부(130) 사이를 매칭할 수 있다. The wireless power receiver decreases the received power as the charge progresses and approaches the cushioning state. Accordingly, the matching unit 120 may determine that the power amplification unit 110 and the power transmission unit 130 are in a direction in which the amount of power output from the wireless power transmitter 190 is decreased, Can be matched.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭부의 회로도이다. 2A is a circuit diagram of a matching unit according to an embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이 매칭부의 노드(201)는 전력 수신부 및 캐패시터(202)의 일단에 연결될 수 있다. 캐패시터(202)의 타단을 노드(203)에 연결될 수 있다. 노드(203)에는 인덕터(204)의 일단 및 캐패시터(206)의 일단이 연결될 수 있다. 캐패시터(206)의 타단은 전력 저장부로 연결될 수 있다. 인덕터(204)의 타단은 접지될 수 있다. 한편, 노드(201)의 우측 방향을 바라본 임피던스를 Z2라 명명할 수 있으며, 노드(207)의 우측 방향을 바라본 임피던스를 Z1이라 명명할 수 있다. As shown in FIG. 2A, the node 201 of the matching unit may be connected to one end of the power receiving unit and the capacitor 202. The other end of the capacitor 202 may be connected to the node 203. One end of the inductor 204 and one end of the capacitor 206 may be connected to the node 203. [ The other end of the capacitor 206 may be connected to a power storage unit. The other end of the inductor 204 may be grounded. On the other hand, and the impedance as viewed to the right direction of the node 201 can be named Z 2 d, and the impedance as viewed to the right direction of the node 207 named Z 1.

도 2b는 도2a에 의한 매칭부의 채용에 따른 스미스 차트이다. 도 6과 관련하여 더욱 상세하게 후술할 것으로, 특정한 임피던스 값이 스미스 차트의 좌측으로 수렴할수록 무선 전력 송신기는 고효율 특성을 포함한다. 아울러, 특정한 임피던스 값이 스미스 차트의 우측으로 수렴할수록 무선 전력 송신기는 고출력 특성을 포함한다. FIG. 2B is a Smith chart according to the adoption of the matching unit according to FIG. 2A. FIG. As will be described in more detail below with respect to FIG. 6, as the particular impedance value converges to the left of the Smith chart, the wireless power transmitter includes high efficiency characteristics. In addition, as the specific impedance value converges to the right side of the Smith chart, the wireless power transmitter includes high output characteristics.

도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a의 매칭부에 의하여 임피던스 값이 다양한 방향(210,220,230)으로 변경됨이 확인될 수 있다. 특히, 전력 수신부에서의 임피던스 Z2는 캐패시터(202)를 거치면서 임피던스 반전(220)이 되며, 인덕터(204)를 거치면서 임피던스 반전(230)이 되며, 아울러 캐패시터(206)를 거치면서 임피던스 반전(210)되어 전력 저장부에서의 임피던스 Z1와 매칭될 수 있다. As shown in FIG. 2B, it can be confirmed that the impedance value is changed into various directions 210, 220 and 230 by the matching unit of FIG. 2A. In particular, the impedance Z 2 in the power receiving unit becomes the impedance inversion 220 while passing through the capacitor 202, becomes the impedance inversion 230 while passing through the inductor 204, and the impedance inversion (210) and may be matched with the impedance Z 1 in the power storage unit.

도 3a, 4a 및 5b는 본 발명의 다양한 실시 예들에 의한 매칭부의 회로도이다. 아울러, 도 3b, 4b 및 5b는 각각 도 3a, 4a 및 5b의 회로도에 대응하는 스미스 차트이다. 이하에서는, 다양한 실시 예들에 의한 매칭부의 회로도의 구성 및 스미스 차트에 대하여 설명하도록 한다.Figures 3a, 4a and 5b are circuit diagrams of the matching unit according to various embodiments of the present invention. Figures 3b, 4b and 5b are also Smith charts corresponding to the circuit diagrams of Figures 3a, 4a and 5b, respectively. Hereinafter, the configuration of the circuit diagram of the matching unit and the Smith chart according to various embodiments will be described.

도 3a에 도시된 바와 같이, 매칭부의 노드(301)는 전력 수신부 및 인덕터(302)의 일단에 연결될 수 있다. 인덕터(302)의 타단은 노드(303)에 연결될 수 있다. 노드(303)는 캐패시터(304) 및 인덕터(306) 각각의 일단에 연결될 수 있다. 캐패시터(304)의 타단은 접지(305)될 수 있다. 인덕터(306)의 타단은 전력 저장부(307)에 연결될 수 있다. 3A, the node 301 of the matching unit may be connected to one end of the power receiving unit and the inductor 302. The other end of the inductor 302 may be connected to the node 303. The node 303 may be connected to one end of each of the capacitor 304 and the inductor 306. The other end of the capacitor 304 may be grounded 305. The other end of the inductor 306 may be connected to the power storage unit 307.

도 3b에 도시된 바와 같이, 도 3a의 매칭부에 의하여 임피던스 값이 다양한 방향(310,320,330)으로 변경됨이 확인될 수 있다. 특히, 전력 수신부에서의 임피던스 Z2는 인덕터(302)를 거치면서 임피던스 반전(310)이 되며, 캐패시터(304)를 거치면서 임피던스 반전(330)이 되며, 아울러 인덕터(306)를 거치면서 임피던스 반전(320)되어 전력 저장부에서의 임피던스 Z1와 매칭될 수 있다. As shown in FIG. 3B, it can be confirmed that the impedance value is changed to various directions 310, 320 and 330 by the matching unit of FIG. 3A. In particular, the impedance Z 2 of the electric power receiving unit and the impedance inverting (310) goes through the inductor 302, it goes through the capacitor 304 and the impedance inverting unit 330, as well as impedance inverting goes through the inductor 306 (320) and may be matched with the impedance Z 1 in the power storage unit.

도 4a에 도시된 바와 같이, 매칭부의 노드(401)는 전력 수신부에 연결될 수 있으며, 또 다른 노드(402)에 연결될 수 있다. 노드(402)는 캐패시터(403) 및 인덕터(405) 각각의 일단에 연결될 수 있다. 캐패시터(403)의 타단은 접지(404)될 수 있다. 인덕터(405)의 타단은 노드(406)에 연결될 수 있다. 노드(406)는 또한 캐패시터(407)의 일단 및 전력 저장부에 연결될 수 있다. 캐패시터(407)의 타단은 접지(408)될 수 있다. As shown in FIG. 4A, the node 401 of the matching unit may be connected to the power receiving unit and may be connected to another node 402. The node 402 may be connected to one end of each of the capacitor 403 and the inductor 405. The other end of the capacitor 403 may be grounded. The other end of inductor 405 may be coupled to node 406. Node 406 may also be coupled to one end of capacitor 407 and to a power storage. The other end of the capacitor 407 may be grounded (408).

도 4b에 도시된 바와 같이, 도 4a의 매칭부에 의하여 임피던스 값이 다양한 방향(410,420,430)으로 변경됨이 확인될 수 있다. 특히, 전력 수신부에서의 임피던스 Z2는 캐패시터(402)를 거치면서 임피던스 반전(420)이 되며, 인덕터(405)를 거치면서 임피던스 반전(430)이 되며, 아울러 캐패시터(407)를 거치면서 임피던스 반전(410)되어 전력 저장부에서의 임피던스 Z1와 매칭될 수 있다. As shown in FIG. 4B, it can be confirmed that the impedance value is changed to various directions 410, 420 and 430 by the matching unit of FIG. 4A. Particularly, the impedance Z 2 in the power receiving unit becomes the impedance inversion 420 while passing through the capacitor 402, becomes the impedance inversion 430 while passing through the inductor 405, and becomes the impedance inversion 430 through the capacitor 407. (410) to match the impedance Z 1 in the power storage.

도 5a에 도시된 바와 같이, 매칭부의 노드(501)는 전력 수신부에 연결될 수 있으며, 또 다른 노드(502)에 연결될 수 있다. 노드(502)는 인덕터(503) 및 캐패시터(505) 각각의 일단에 연결될 수 있다. 인덕터(503)의 타단은 접지(504)될 수 있다. 캐패시터(505)의 타단은 노드(506)에 연결될 수 있다. 노드(506)는 또한 인덕터(507)의 일단 및 전력 저장부(509)에 연결될 수 있다. 인덕터(507)의 타단은 접지(508)될 수 있다. As shown in FIG. 5A, the node 501 of the matching unit may be connected to the power receiving unit and may be connected to another node 502. The node 502 may be connected to one end of each of the inductor 503 and the capacitor 505. The other end of the inductor 503 may be grounded 504. The other end of the capacitor 505 may be connected to the node 506. Node 506 may also be coupled to one end of inductor 507 and to power storage 509. The other end of the inductor 507 may be grounded 508.

도 5b에 도시된 바와 같이, 도 5a의 매칭부에 의하여 임피던스 값이 다양한 방향(510,520,530)으로 변경됨이 확인될 수 있다. 특히, 전력 수신부에서의 임피던스 Z2는 인덕터(502)를 거치면서 임피던스 반전(510)이 되며, 캐패시터(505)를 거치면서 임피던스 반전(530)이 되며, 아울러 인덕터(507)를 거치면서 임피던스 반전(520)되어 전력 저장부에서의 임피던스 Z1와 매칭될 수 있다. As shown in FIG. 5B, it can be confirmed that the impedance value is changed to various directions (510, 520, and 530) by the matching unit of FIG. 5A. In particular, the impedance Z 2 in the power receiving unit becomes the impedance inversion 510 through the inductor 502, becomes the impedance inversion 530 while passing through the capacitor 505, and becomes the impedance inversion 530 through the inductor 507, (520) and may be matched with the impedance Z 1 in the power storage unit.

상술한 도 2a 내지 5a의 다양한 매칭부의 실시 예들에 의하여 무선 전력 수신기의 저항 변경에 대하여 적절하게 무선 전력 송신기의 임피던스를 변경할 수 있다. 특히, 무선 전력 송신기의 임피던스를 변경함에 따라서, 무선 전력 송신기가 고효율 특성 또는 고출력 특성을 포함하도록 제어될 수 있다. The impedance of the wireless power transmitter can be appropriately changed for the resistance change of the wireless power receiver by the embodiments of the various matching portions of Figs. 2A to 5A described above. In particular, as the impedance of the wireless power transmitter is changed, the wireless power transmitter can be controlled to include high efficiency or high power characteristics.

한편, 무선 전력 송신기의 전력 증폭부 및 전력 수신부의 효율 또는 출력 특성이 서로 상충되는 경우가 발생하기도 한다. 도 6 및 7은 각각 전력 증폭부 및 전력 수신부의 스미스차트이다. On the other hand, the efficiency or the output characteristic of the power amplifier and the power receiver of the wireless power transmitter may be in conflict with each other. 6 and 7 are Smith charts of the power amplifier and the power receiver, respectively.

도 6은 무선 전력 송신기의 전력 증폭부의 고효율 특성 또는 고출력 특성을 설명하기 위한 스미스 차트다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스미스 차트는 임피던스 값을 2차원 좌표로 표현하고 있다. 아울러, 스미스 차트는 동일한 특성, 예를 들면 동일한 출력 또는 동일한 효율을 가지는 점들은 연결한 원 형태의 선을 포함하고 있다. 도 6에서의 점선에 의한 원 형태는 동일한 출력의 임피던스 값을 연결한 것이며, 실선에 의한 원 형태는 동일한 효율의 임피던스 값을 연결한 것이다. Fig. 6 is a Smith chart for explaining the high-efficiency characteristic or the high-power characteristic of the power amplifier section of the wireless power transmitter. As shown in FIG. 6, the Smith chart expresses the impedance value in two-dimensional coordinates. In addition, Smith charts contain lines of the same circular shape, for example, points with the same output or the same efficiency. 6, the circle shape based on the dotted line is obtained by connecting the impedance values of the same output, and the circle shape based on the solid line is obtained by connecting the impedance values of the same efficiency.

아울러, 도 6의 스미스 차트의 우측(601)으로 수렴할수록 고출력 특성을 포함하며, 스미스 차트의 좌측(602)으로 수렴할수록 고효율 특성을 포함한다. 즉, 전력 증폭부에서 바라본 특정 임피던스 값이 603 방향으로 이동한다면, 무선 전력 송신기는 고출력 특성을 포함하며, 저효율 특성을 포함하게 된다. 아울러, 전력 증폭부에서 바라본 특정 임피던스 값이 604 방향으로 이동한다면, 무선 전력 송신기는 저출력 특성을 포함하며, 고효율 특성을 포함하게 된다. In addition, the higher the convergence to the right side 601 of the Smith chart of FIG. 6 includes the higher output characteristics, and the higher the convergence to the left side 602 of the Smith chart, the higher efficiency characteristic is included. That is, if the specific impedance value viewed from the power amplifier unit moves in the 603 direction, the wireless power transmitter includes a high output characteristic and a low efficiency characteristic. In addition, if the specific impedance value viewed from the power amplifying part moves in the 604 direction, the wireless power transmitter includes a low output characteristic and a high efficiency characteristic.

이에 따라, 예를 들어 무선 전력 수신기의 저항이 감소하는 경우에는, 무선 전력 송신기가 고출력 특성을 포함하여야하기 때문에, 스미스 차트의 우측(601)의 방향(603)으로 임피던스가 반전되어야 할 것이 요구된다. 또한, 무선 전력 수신기의 저항이 증가하는 경우에는, 무선 전력 송신기가 고효율 특성을 포함하여야하기 때문에, 스미스 차트의 좌측(602)의 방향(604)으로 임피던스가 반전되어야 할 것이 요구된다. Thus, for example, if the resistance of the wireless power receiver is reduced, it is required that the impedance should be inverted in the direction 603 of the right side 601 of the Smith chart, since the wireless power transmitter must include high output characteristics . In addition, when the resistance of the wireless power receiver increases, it is required that the impedance should be reversed in the direction 604 of the left side 602 of the Smith chart, since the wireless power transmitter must include high efficiency characteristics.

도 7은 전력 수신부에서 바라본 임피던스를 설명하기 위한 스미스 차트다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스미스 차트는 임피던스 값을 2차원 좌표로 표현하고 있다. 한편, 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기가 메타구조의 공진기 및 코일 구조의 공진기를 이용하는 경우에는 도 7과 같은 스미스 차트 분포가 결정된다. 상술한 실시 예에서, 무선 전력 수신기의 저항이 증가하는 경우(703)에는 스미스 차트의 우측(701)으로 임피던스 반전이 발생한다. 한편, 무선 전력 수신기는 메타 구조의 공진기 또는 코일 구조의 공진기를 모두 채용할 수 있으며, 특별한 제한이 있는 것은 아니다. Fig. 7 is a Smith chart for explaining the impedance viewed from the power receiving unit. As shown in FIG. 7, the Smith chart expresses the impedance value in two-dimensional coordinates. Meanwhile, when a wireless power transmitter and a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention use a resonator having a meta structure and a resonator having a coil structure, the Smith chart distribution shown in FIG. 7 is determined. In the above-described embodiment, when the resistance of the wireless power receiver increases (703), an impedance reversal occurs to the right 701 of the Smith chart. On the other hand, the wireless power receiver can employ both a resonator having a meta structure or a resonator having a coil structure, and there is no particular limitation.

즉 도 6에 의한 전력 증폭부에서 바라본 임피던스 반전 경향과 도 7에 의한 전력 수신부에서 바라본 임피던스 반전 경향이 서로 상충된다. 더욱 상세하게 설명하면, 무선 전력 수신기의 저항이 증가하는 경우, 전력 증폭부에서는 임피던스 반전이 좌측 방향(604)로 발생될 것을 요구하나, 전력 수신부에서는 임피던스 반전이 우측 방향(703)으로 발생된다.That is, there is a conflict between the impedance reversal tendency seen in the power amplification unit according to FIG. 6 and the impedance reversal tendency seen from the power reception unit according to FIG. More specifically, when the resistance of the wireless power receiver increases, the power amplification section requires impedance inversion to occur in the left direction (604), but in the power receiving section, the impedance reversal occurs in the right direction (703).

상술한 특성 상충에 기인하여, 증폭기에 과전류가 인가되거나 또는 충전 효율이 감소하는 문제점이 발생한다. There arises a problem that the overcurrent is applied to the amplifier or the charging efficiency is reduced due to the above-mentioned characteristic conflict.

매칭부(120)는 전력 수신부(110) 및 전력 저장부(130) 사이에서 임피던스 매칭을 통하여 상술한 특성 상충을 완화시킬 수 있다. 매칭부(120)는 전력 수신부(110)에서 바라본 임피던스가 실수 저항 기준으로 증가하는 경우에는, 전력 저장부(130)에서 바라본 임피던스가 실수 저항 기준으로 감소하도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. The matching unit 120 may mitigate the above-described characteristic conflicts through impedance matching between the power receiving unit 110 and the power storage unit 130. [ The matching unit 120 may perform impedance matching so that the impedance viewed from the power storage unit 130 decreases on the basis of the real resistance when the impedance viewed from the power receiving unit 110 increases on the basis of the real resistance.

이에 따라, 상술한 특성 상충으로부터 기인하는 과전류 인가 또는 충전 효율 감소의 문제점이 해결될 수 있으며, 무선 전력 송신기(190)로부터의 출력 특성과 전력 수신부(110)에서의 임피던스 특성의 변경 방향을 일치하도록 매칭될 수 있다. Accordingly, it is possible to solve the problem of the application of the overcurrent or the decrease in the charging efficiency due to the above-described characteristic conflicts, and to match the output characteristics from the wireless power transmitter 190 and the impedance characteristics in the power receiving unit 110 Can be matched.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다. 무선 전력 수신기는 전력 수신부(801), 매칭부(802), 정류부(803), 레귤레이터부(804) 및 전력 저장부(805)를 포함할 수 있다.8 is a block diagram of a wireless power receiver in accordance with another embodiment of the present invention. The wireless power receiver may include a power receiving unit 801, a matching unit 802, a rectifying unit 803, a regulator unit 804, and a power storing unit 805.

전력 수신부(801)는 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하여 매칭부(802)로 출력할 수 있다. 아울러, 매칭부(802)로부터 출력되는 전력은 정류부(803)로 입력될 수 있다. 한편, 전력 수신부(801)에서 바라본 임피던스를 Z2라 할 수 있으며, 매칭부(802)에서 바라본 임피던스를 Z1이라 할 수 있다. The power receiving unit 801 wirelessly receives power from the wireless power transmitter and outputs the received power to the matching unit 802. [ Further, the power output from the matching unit 802 may be input to the rectifying unit 803. Meanwhile, the impedance viewed from the power receiving unit 801 may be Z 2 , and the impedance viewed from the matching unit 802 may be Z 1 .

정류부(803)는 입력받은 전력을 정류할 수 있다. 정류부(803)는 공지된 정류 수단, 예를 들어 다이오드와 같은 수단으로 구현될 수 있으며, 정류를 할 수 있는 수단이라면 제한이 없음은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 정류부(803)는 풀 브리지 다이오드(full-bridge diode)의 형태로 구현될 수 있다. 정류부(803)는 입력된 교류 형태의 전력을 직류 형태의 전력으로 정류할 수 있다. 한편, 정류부(803)에서 바라본 임피던스는 Zrec로 명명할 수 있다. 임피던스 Zrec는 레귤레이터부(804)의 일단에 인가되는 전압(Vrec)를 전류(Irec)로 나눈 값을 가질 수 있다. Zrec의 실수 저항은 전류가 증가할수록 감소하게 된다. Z1은 Zrec에 정류부(803)의 효율만큼 보상해 준 값으로 근사될 수 있다. 즉, Z1의 실수 저항 부분도 충전 전류에 반비례할 수 있다. 이에 따라, 전류가 감소한는 경우, Z1의 실수 저항은 증가하게 되므로 Z2의 실수 저항은 감소할 수 있다. The rectifying unit 803 can rectify the input power. The rectifying unit 803 can be realized by a known rectifying unit, for example, a diode, and a person skilled in the art will readily understand that there is no limitation as long as the rectifying unit can be rectified. The rectifying unit 803 according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a full-bridge diode. The rectifying unit 803 can rectify the inputted AC power to DC power. On the other hand, the impedance seen from the rectifying section 803 can be called Z rec . The impedance Z rec may have a value obtained by dividing the voltage Vrec applied to one end of the regulator section 804 by the current Irec. The real resistance of Z rec decreases with increasing current. Z 1 can be approximated to a value obtained by compensating Z rec for the efficiency of the rectifying section 803. That is, the real resistance portion of Z 1 may also be inversely proportional to the charging current. Accordingly, when the current decreases, the real resistance of Z 1 increases, so that the real resistance of Z 2 can decrease.

레귤레이터(regulator)부(804)는, 입력된 정류된 무선 전력로부터 리플(ripple)을 필터링하여 정전압을 유지하여 출력할 수 있다. 레귤레이터부(804)는 일 실시 예로, LC 필터로 구현될 수 있으며, 이에 따라 정류된 무선 전력을 더욱 직류 파형에 가깝게 보정할 수 있다. 또한 레귤레이터부(804)는, 출력단으로 무선 전력이 출력됨에 있어, 오버플로우(overflow) 등이 발생하지 않도록 무선 전력의 출력을 제어할 수도 있다. 레귤레이터부(804)에 의하여 출력되는 무선 전력은 외부로 출력되어 로드(load)로 인가되거나 또는 전력 저장부(805)에 저장될 수 있다. The regulator unit 804 can filter the ripple from the input rectified radio power to maintain the constant voltage and output it. Regulator portion 804, in one embodiment, may be implemented with an LC filter, thereby rectifying the rectified radio power to a more direct current waveform. Also, the regulator unit 804 may control the output of the wireless power so that overflow or the like does not occur when the wireless power is output to the output terminal. The wireless power output by the regulator unit 804 may be output to the outside and applied to a load or stored in the power storage unit 805. [

도 9 및 도 10은 매칭부의 채용 전후의 임피던스를 설명하기 위한 스미스 차트이다. 도 9 및 도 10의 스미스 차트의 중앙 지점은 전력 저장부를 설계하고자 하는 목표 값 Z0으로 상정하도록 한다. 실제로 Z1과 Z0가 동일하도록 설계된 경우에 있어, 매칭 이후의 Z2가 Z1으로 귀환할 수 있도록 매칭부의 인덕터 및 캐패시터 값을 결정할 수 있다. 도 9에서는 Z1의 실수 값이 증가(901에서 903)하는 경우에 Z2의 실수 값 또한 증가(901에서 902)하는 것을 확인할 수 있다. 또한 도 10에서는 Z1의 실수 값이 증가(1001에서 1002)함에 따라 Z2의 실수 값은 감소(1003에서 1004)함을 확인할 수 있다. 즉, 임피던스 매칭에 의하여 상술한 임피던스 특성이 상충하는 문제점이 해결될 수 있다.Figs. 9 and 10 are Smith charts for explaining impedance before and after adoption of the matching unit. Fig. The central point of the Smith charts of FIGS. 9 and 10 allows the power storage to assume a target value Z 0 to be designed. In fact, in the case where Z 1 and Z 0 are designed to be the same, the inductor and the capacitor value of the matching portion can be determined so that Z 2 after matching can return to Z 1 . In FIG. 9, it can be seen that the real number value of Z 2 also increases (901 to 902) when the real number value of Z 1 increases (901 to 903). In FIG. 10, it can be seen that as the real value of Z 1 increases (1001 to 1002), the real value of Z 2 decreases (1003 to 1004). That is, a problem that the above-described impedance characteristics are in conflict due to impedance matching can be solved.

도 11 및 도 12는 매칭부의 채용 전후의 임피던스를 설명하기 위한 스미스 차트이다. 도 11 및 도 12의 스미스 차트의 중앙 지점은 전력 저장부를 설계하고자 하는 목표 값 Z0으로 상정하도록 한다. 도 9 및 도 10과는 상이하도록, Z1과 Z0가 상이하도록 설계된 경우에 있어, 매칭 이후의 Z2가 Z0으로 귀환할 수 있도록 매칭부의 인덕터 및 캐패시터 값을 결정할 수 있다. 도 11에서는 Z1의 실수 값이 증가(1104에서 1103)하는 경우에 Z2의 실수 값 또한 증가(1101에서 1102)하는 것을 확인할 수 있다. 또한 도 12에서는 Z1의 실수 값이 증가(1201에서 1202)함에 따라 Z2의 실수 값은 감소(1203에서 1204)함을 확인할 수 있다. 즉, 임피던스 매칭에 의하여 상술한 임피던스 특성이 상충하는 문제점이 해결될 수 있다.Figs. 11 and 12 are Smith charts for explaining impedance before and after adoption of the matching unit. Fig. The central point of the Smith charts of FIGS. 11 and 12 allows the power storage to assume a target value Z 0 to be designed. 9 and 10 and may have to be different, in the case that Z 1 and Z 0 are designed to be different, since the matching Z 2 is to determine the matching portion inductor and capacitor values to be fed back to the Z 0. In FIG. 11, it is confirmed that the real number value of Z 2 also increases (1101 to 1102) when the real number value of Z 1 increases (1104 to 1103). In FIG. 12, it can be seen that as the real number value of Z 1 increases (1201 to 1202), the real number value of Z 2 decreases (1203 to 1204). That is, a problem that the above-described impedance characteristics are in conflict due to impedance matching can be solved.

도 13는 본 발명의 일 실시 예에 의한 매칭 회로의 제어 방법에 관한 흐름도이다.13 is a flowchart of a method of controlling a matching circuit according to an embodiment of the present invention.

무선 전력 수신기는 무선 전력 수신기의 저항이 변경되었는지를 판단할 수 있다(S1601). 상기 판단 결과 무선 전력 수신기의 저항이 증가하는 경우(S1602-Y), 무선 전력 송신기로부터의 출력이 저출력 및 고효율 특성을 가지도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다(S1604). The wireless power receiver can determine if the resistance of the wireless power receiver has changed (S1601). If the resistance of the wireless power receiver increases as a result of the determination (S1602-Y), the impedance matching may be performed so that the output from the wireless power transmitter has low output and high efficiency characteristics (S1604).

예를 들어, 무선 전력 수신기의 저항이 증가함에 따라서 상기 무선 전력 송신기의 임피던스 값이 실수 저항 기준으로 증가하는 경우에 있어서, 매칭부는, 전력 수신부에서의 임피던스 값이 실수 저항 기준으로 감소하도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. For example, when the impedance value of the wireless power transmitter increases as the resistance of the wireless power receiver increases, the matching unit may perform impedance matching such that the impedance value of the power receiving unit decreases on the basis of the real resistance Can be performed.

아울러, 상기 판단 결과 무선 전력 수신기의 저항이 감소하는 경우(S1602-N), 무선 전력 송신기로부터의 출력이 고출력 및 저효율 특성을 가지도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다(S1603). If the resistance of the wireless power receiver is decreased (S1602-N) as a result of the determination, the impedance matching may be performed so that the output from the wireless power transmitter has high output and low efficiency characteristics (S1603).

예를 들어, 무선 전력 수신기의 저항이 감소함에 따라서 상기 무선 전력 송신기의 임피던스 값이 실수 저항 기준으로 감소하는 경우에 있어서, 매칭부는, 전력 수신부에서의 임피던스 값이 실수 저항 기준으로 증가하도록 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. For example, when the impedance value of the wireless power transmitter decreases as the resistance of the wireless power receiver decreases, the matching unit may perform impedance matching such that the impedance value of the power receiving unit increases on the basis of the real resistance Can be performed.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It goes without saying that the example can be variously changed. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. * * * * * Recently Added Patents

Claims (14)

무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신기에 있어서,
상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하는 전력 수신부;
상기 수신된 무선 전력을 저장하는 전력 저장부; 및
상기 전력 수신부 및 상기 전력 저장부 사이에 배치되어, 임피던스 매칭을 수행하는 매칭부;를 포함하고,
상기 매칭부는 상기 무선 전력 수신기의 임피던스 값의 실수 저항의 크기가 증가하는 경우, 상기 무선 전력 송신기에 의해 출력되는 무선 전력의 크기가 감소하도록 상기 전력 수신부에서의 임피던스 값의 실수 저항의 크기를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 무선 전력 수신기.A wireless power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter,
A power receiver for receiving wireless power from the wireless power transmitter;
A power storage unit for storing the received radio power; And
And a matching unit disposed between the power receiver and the power storage unit for performing impedance matching,
Wherein the matching unit reduces the magnitude of the real resistance of the impedance value in the power receiving unit such that the magnitude of the real power of the impedance value of the wireless power receiver increases, ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전력 수신부는 코일 공진기 또는 메타 공진기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the power receiver is a coil resonator or a meta-resonator. 제 1 항에 있어서,
상기 매칭부에 연결되어, 무선 전력을 정류하는 정류부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.The method according to claim 1,
And a rectifier coupled to the matching unit for rectifying the radio power. 제 6 항에 있어서,
상기 정류부에 연결되어, 정류된 무선 전력으로부터 리플(ripple)을 필터링하여 정전압을 유지하여 출력하는 레귤레이터(regulator)부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.The method according to claim 6,
And a regulator unit connected to the rectifying unit for filtering the ripple from the rectified radio power to maintain a constant voltage and output the ripple. 무선 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 수신하는, 전력 수신부를 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법에 있어서,
상기 무선 전력 수신기의 임피던스 값의 실수 저항의 크기의 변화를 판단하는 단계;
상기 판단의 결과에 따라, 상기 무선 전력 수신기의 임피던스 값의 실수 저항의 크기가 증가하는 것으로 판단된 경우, 상기 무선 전력 송신기에 의해 출력되는 무선 전력의 크기가 감소하도록 상기 전력 수신부에서의 임피던스 값의 실수 저항의 크기를 감소시키는 단계;
상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력을 수신하는 단계;및
상기 수신된 무선 전력을 상기 무선 전력 수신기의 전력 저장부에 저장하는 단계;를 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.A control method of a wireless power receiver including a power receiver for wirelessly receiving power from a wireless power transmitter,
Determining a change in magnitude of a real resistance of an impedance value of the wireless power receiver;
Wherein when the magnitude of the real resistance of the impedance value of the wireless power receiver is determined to increase according to a result of the determination, Reducing the magnitude of the real resistance;
Receiving the wireless power from the wireless power transmitter;
And storing the received radio power in a power storage of the radio power receiver. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 전력 수신부는 코일 공진기 또는 메타 공진기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the power receiver is a coil resonator or a meta-resonator. 제 8 항에 있어서,
무선 전력을 정류하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.9. The method of claim 8,
≪ / RTI > further comprising: rectifying the wireless power. 제 13 항에 있어서,
정류된 무선 전력으로부터 리플(ripple)을 필터링하여 정전압을 유지하여 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기의 제어 방법.
14. The method of claim 13,
Further comprising filtering the ripple from the rectified radio power to maintain a constant voltage and outputting the ripple.
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